前言

我国水资源丰富。中国共产党第十九次全国代表大会将水利工程放在九个基础设施网络建设的首位。在加快水利基础设施建设的背景下，水利水电工程日益蓬勃发展。水闸是一种具有挡水和泄水功能的水工建筑物。水闸应用广泛，规模较大，是水利工程的重要组成部分。在精细设计、精细施工和绿色建筑发展的背景下，优化建设项目的施工方案，尽可能提高水利投资的利用率具有重要意义。因此，方案优化决策可以降低成本，缩短工期，节约资源，实现绿色可持续发展。

1  项目概述

水闸工程位于河流交汇处的某市平桥村。新闸位于老闸上游约90m，设计最大通过流量为1265m3/s，是集挡潮、防洪排涝、并流吸潮灌溉为一体的大型II型枢纽工程。本工程等级为二级，核心建筑为二级。设计河道防潮标准为50年一遇洪水，排水标准为10年一遇无溢流洪水。

2  水闸导流标准和方法

新建水闸为大型（2）型工程，主楼水闸为二级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL 303-2017），相应导流建筑物等级为4级，土石围堰设计洪水标准为20~10年。混凝土围堰的设计寿命为10至5年。本工程主要采用土石围堰，围堰设计洪水标准为10年一遇洪水（潮）。

闸址两侧建筑物密集，难以移动。不可能开挖新的明渠引水，只能分阶段采用引水方式。根据重点建筑物布置及两侧地形、交通条件，分两期进行水闸施工。一期工程右岸设置4#~6#船闸孔（5#、635为堤防加宽），左岸与狭窄河床及原船闸相连。在二期工程中，左岸将被1#~2#锁孔和锁孔包围，现有4#~6#锁孔将用于导流。二期基坑开挖完成后，填筑三期纵向围堰右侧4号闸孔轴线蓄水，对原纵向围堰及其上下游消能防洪设施占用的3号闸孔进行施工。

3  水闸施工导流存在的主要难点问题

3.1 围堰过程中形成的水位不得超过上游淹没极限

本工程位于闸址上游6.0km范围内，属某市。水库地形相对平坦，人口密度较高。它通常在汛期以内涝的形式出现。当河床束太窄时，将影响现状。特别是在汛期修建围堰时，水位会上升，直接影响库区的洪水情况，从而大大增加了某市的排水风险。因此，必须严格控制围堰上游水位，有效提高上游城区的防洪能力。

3.2 当选择旧闸门作为挡水结构时，会发生漏水

老闸下游60m处为山东河与岷江交汇处。河床冲刷明显较深，水流相对无序，下游无合适的围堰改造场地。新闸与老闸距离为90m，反冲洗设施重叠。此外，下游围堰尚未修建，下游围堰只能通过旧水闸完成。考虑到老闸施工时间长，原止水带在此过程中基本上会老化失效，导致外部河流的潮水从闸缝漏入基坑，因此施工期间必须设置临时止水措施；遇洪水时，为有效缓解上游城区的防洪压力，应选择闸门开启方式，快速泄洪。因此，应选择更方便的老闸门闭锁方式。

3.3 混凝土纵向围堰在水下环境中面临基础清理、防渗、浇筑等问题

原有水闸也可发挥泄洪作用。根据实际运行情况，闸门内水位只能在短时间内降至0 m。因此，围堰基础只能通过垂直浇筑模具和水下基础清理进行施工。由于围堰为临时工程，为了降低工程成本，选择了一种更简单的方法代替传统的挖泥船完成水下基础清理，并人工完成水下成型过程。

4  水闸施工导流方案选择

4.1 拟定围堰挡水水位

根据水工建筑物的分布特点，综合考虑水文气象、施工需要等因素，确定围堰挡水水位。外河出现在潮汐河段，主要用于潮汐保护。外河10年一遇高水位4.36m作为设计标准。

水闸景观恒定水位为3.3m，最大内涝水位分别为4.32m和4.68m，相差0.36M。由于库区两侧村庄的底板高程在4~4.5m范围内，水闸上游2.2m~1m范围内的库容为503万m3，台风和暴雨期一般为1~2天，外河涨潮和退潮约为5~6小时。为了缓解库区上游的临时洪水问题，通过将水闸上游水位从1m调整至3.21M计算出的最大洪涝水位，作为围堰设计的挡水水位。

4.2 围堰布置及结构型式

上游侧围堰采用土石组合施工，可更灵活地满足基础变形要求。同时，为减少对河流泄洪宽度的占用，纵向围堰结构采用混凝土围堰，利用老闸门完成下游挡水功能。

一期工程上游侧围堰为袋装土围堰，预留一定土堤作为挡水结构。护栏顶宽5M，高程4.7m。两个坡度分别设置为1:2和1:1.5。在下游区域，利用旧水闸和预留土堤阻挡外部河流的潮汐。二期工程上游侧围堰采用袋装土石混合围堰施工。坝顶高度为4.7m，坝顶宽度为7m，坡比为1:2，选择旧闸门实现下游挡潮功能。

一期、二期设置纵向围堰，沿3号闸孔中心线由上游向下游布置。上游段长度150m，底层厚度4.0~12M，堰顶宽度6.3m。根据不同地质条件，边坡设置为1:1.5和1:1，下游段长度为90m。混凝土围堰作为新旧闸门之间的连接，用于施工。

4.3 老闸门堵漏处理

根据老闸附近区域的渗水程度，铺设特殊的防渗结构层，同时在土工膜外堆放土袋，以达到压载效果。为了防止闸门外袋土压力过大而损坏闸板，应在闸门内放置等量袋土，以实现对称结构。

4.4 纵向混凝土围堰水下基础清理、浇筑及后续防渗处理

闸内水位可在短时间内降至0 m。下游纵向混凝土围堰基础深度大于4.1m，高程为-4.1m。混凝土浇筑和围堰清理只能在水下进行。在水下基础拆除过程中，首先采用改进的平板驳船运输挖掘机进行水开挖，然后采用高压水枪进行冲刷和清理。在水下成型中，对“充填沙袋施工平台+充填沙袋模板”和“块石充填施工平台+钢箱模板”的方案进行了比较分析，选择了最佳方案。两种方案在施工平台的高度和尺寸上是一致的。施工平台顶部高2m，宽7m，长90m。经分析，前者成本比后者高340万元，工期缩短15天。混凝土应通过输送泵在整个截面上一次浇筑。因此，最终选择“砂袋填筑施工平台+砂袋填筑模板”方案。

本段堰基为长期浸没岩基，表面沉积0~2.9m厚淤泥。施工过程中，先用挖掘机清除表面污泥，然后用高压水枪将剩余污泥冲洗成泥浆。当泥浆泵泵出泥浆使其无黑色时，清洗完成。围堰施工后，基坑排水，围堰基础出现严重渗水问题，原因是水下基础拆除的老闸门干块石挡水结构失效。根据相关工程经验，可考虑采用可控灌浆封堵。在挡土墙顶部钻孔时，钻孔深度应超过基岩的2.2m。第一和第二顺序孔应灌浆。灌浆压力的内外水头差应为2.2m。1： 1水泥浆作为填料，掺木屑、水玻璃、棉棉作为灌浆材料，根据实际情况实时调整用量。经过一系列灌浆处理，发现基坑渗水量小，防渗效果显著。

4.5 船闸下游导航墩外江围堰

围江围堰底层由碎石块和中粗砂组成，下部为黑云母花岗岩。各部位覆盖厚度约为2m~8m，覆盖深度不同。导流墩外表面受采砂等因素影响，形成陡坡。因此，围堰布置范围有限。围堰也可与具有防渗功能的窄拉伸钢板一起使用。围堰底部浅层砾石清除后，应在双排钢板桩施工前回填。围堰宽度一般为7.0m，桩底嵌入强风化岩层约2m。填筑桩采用海砂，填筑高程一般为5.5m。需要保护屏障的外部。通常，混凝土用于填充块石，屏障内部需要用沙袋支撑。

5结论

某水闸改建工程施工难度系数不高，水头低。但在施工过程中，应注意库区的淹没情况，否则将不可避免地影响围堰挡水水位、引水方式和结构型式的确定。为了有效保证老水闸的安全，有必要采用合理、方便的封堵方案。纵向混凝土围堰水下模板基础清理难度较大，需在基础清理后进行复核检查。采用可控灌浆技术处理围堰基础渗漏，效果显著。

参考文献

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